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立式热解炉

阅读：687发布：2021-02-22

IPRDB可以提供立式热解炉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种立式热解炉，所述立式热解炉包括炉体，所述炉体内自上而下限定出预热段、热解段和冷却段，所述预热段与所述热解段相连通，所述热解段与所述冷却段之间设有隔板，所述热解段的底部设有穿过所述隔板且伸入到所述冷却段内的排料管，所述炉体上设有连通所述预热段的热解物料入口、连通所述热解段的载热气进口、连通所述预热段和/或所述热解段的热解气出口，所述炉体的底部设有连通所述冷却段的半焦出口。根据本实用新型实施例的立式热解炉，通过设置相连通的预热段、热解段和冷却段，能够实现热解炉的连续工作，提高了生产效率。，下面是立式热解炉专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种立式热解炉，其特征在于，包括：炉体，所述炉体内自上而下限定出预热段、热解段和冷却段，所述预热段与所述热解段相连通，所述热解段与所述冷却段之间设有隔板，所述热解段的底部设有穿过所述隔板且伸入到所述冷却段内的排料管，所述炉体上设有连通所述预热段的热解物料入口、连通所述热解段的载热气进口、连通所述预热段和/或所述热解段的热解气出口，所述炉体的底部设有连通所述冷却段的半焦出口。

2.根据权利要求1所述的立式热解炉，其特征在于，还包括：配气板，所述配气板设在所述炉体内且位于所述隔板的上方，所述配气板与所述隔板之间的部分构成配气腔，所述载热气进口与所述配气腔相连通，所述配气板上设有喷嘴。

3.根据权利要求2所述的立式热解炉，其特征在于，所述配气板环绕所述排料管设置，所述配气板的内端连接所述排料管的周壁顶端，所述配气板的外端在向外的方向上向上倾斜连接至所述炉体的内壁上。

4.根据权利要求3所述的立式热解炉，其特征在于，所述配气腔的内端高度为50-

200mm，所述配气腔的外端高度为200-500mm。

5.根据权利要求2所述的立式热解炉，其特征在于，所述炉体的外壁上设有环绕所述配气腔且与所述配气腔相连通的围管，所述围管上连接多个载热气进口管。

6.根据权利要求1所述的立式热解炉，其特征在于，还包括：

冷却气洗涤器，所述冷却气洗涤器与所述炉体的所述冷却段相连，所述冷却气洗涤器用于将吸入的气体进行冷却、洗涤；

加压机，所述加压机分别与所述冷却气洗涤器和所述炉体相连以驱动气体循环流动。

7.根据权利要求6所述的立式热解炉，其特征在于，所述冷却气洗涤器从所述冷却段的顶端吸入气体，并通过所述加压机从所述冷却段的底端喷吹气体至冷区段内。

8.根据权利要求1所述的立式热解炉，其特征在于，所述半焦出口通过下气封装置连接螺旋出料器。

9.根据权利要求8所述的立式热解炉，其特征在于，所述下气封装置包括下气封管道和下压差调节器，所述下气封管道位于所述螺旋出料器的上方，并与螺旋出料器的进料口相连，所述下压差调节器控制所述下气封管道内的压力比所述冷却段内的压力高300Pa。

10.根据权利要求1所述的立式热解炉，其特征在于，所述物料入口通过上气封装置连接加料仓；所述上气封装置包括上气封管道和上压差调节器，所述上气封管道连接在所述加料仓和所述预热段的所述热解物料入口之间，所述上压差调节器控制所述上气封管道内的压力比所述预热段内的压力高300Pa。

说明书全文

立式热解炉

技术领域

[0001] 本实用新型涉及煤的气化和热解设备技术领域，尤其涉及一种立式热解炉。

背景技术

[0002] 煤炭热解是指是煤炭在隔绝空气的条件下被加热到较高温度，随着温度的升高，煤中的有机质发生一系列物理化学变化，最终分解为固体半焦、热解气等物质的反应过程。其中，煤热解炉是煤热解工艺的核心设备。目前，国内外热解设备的主要类型分为流化床、固定床和回转窑三大类。流化床对物料要求较高，控制操作较为复杂，适用范围较小。固定床设备的控制系统操作相对简单，但是热解过程中物料受热不均匀，也不能实现连续运行。
回转窑能够连续运行，对所处理物料得适应能力强，效率高，但回转窑连接件的密封问题是制约其广泛应用的主要制约因素。

[0003] 现有公开技术公布了一种热解炉，热解气进口管穿过炉壁设于炉体内的气管底部，气管顶部设有四个朝向不同的喷气管，喷气管对应的炉壁上设有若干半球状的凸起。四个管口朝向不同的喷气管能够提供更多的热解气作为热解热源，提高热解反应的效率，炉体侧壁上所设的若干半球状凸起则能对进入炉体的气体起到缓冲、减振、分散作用，不仅提高了热解效率，而且保护炉壁，提高了生产的安全性。但是该热解炉未提及进料和半焦出料问题，半焦需要冷却后才能排出，制约了该装置进行连续化生产，与此同时，该热解炉的喷气管数量少，制约了热解气均匀分布，半球状减震装置需要定期更换修整，影响生产进度。实用新型内容

[0004] 本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种立式热解炉，所述能够实现连续生产且提高热解效率。

[0005] 根据本实用新型实施例的立式热解炉，包括：炉体，所述炉体内自上而下限定出预热段、热解段和冷却段，所述预热段与所述热解段相连通，所述热解段与所述冷却段之间设有隔板，所述热解段的底部设有穿过所述隔板且伸入到所述冷却段内的排料管，所述炉体上设有连通所述预热段的热解物料入口、连通所述热解段的载热气进口、连通所述预热段和/或所述热解段的热解气出口，所述炉体的底部设有连通所述冷却段的半焦出口。

[0006] 根据本实用新型实施例的立式热解炉，通过设置相连通的预热段、热解段和冷却段能够实现热解炉的连续工作，提高了生产效率。

[0007] 在一些实施例中，所述立式热解炉还包括：配气板，所述配气板设在所述炉体内且位于所述隔板的上方，所述配气板与所述隔板之间的部分构成配气腔，所述载热气进口与所述配气腔相连通，所述配气板上设有喷嘴。

[0008] 具体地，所述配气板环绕所述排料管设置，所述配气板的内端连接所述排料管的周壁顶端，所述配气板的外端在向外的方向上向上倾斜连接至所述炉体的内壁上。

[0009] 更具体地，所述配气腔的内端高度为50-200mm，所述配气腔的外端高度为200-500mm。

[0010] 具体地，所述炉体的外壁上设有环绕所述配气腔且与所述配气腔相连通的围管，所述围管上连接多个载热气进口管。

[0011] 在一些实施例中，所述立式热解炉，还包括：冷却气洗涤器，所述冷却气洗涤器与所述炉体的所述冷却段相连，所述冷却气洗涤器用于将吸入的气体进行冷却、洗涤；加压机，所述加压机分别与所述冷却气洗涤器和所述炉体相连以驱动气体循环流动。

[0012] 具体地，所述冷却气洗涤器从所述冷却段的顶端吸入气体，并通过所述加压机从所述冷却段的底端喷吹气体至冷却段内。

[0013] 在一些实施例中，所述半焦出口通过下气封装置连接螺旋出料器。

[0014] 具体地，所述下气封装置包括下气封管道和下压差调节器，所述下气封管道位于所述螺旋出料器的上方，并与螺旋出料器的进料口相连，所述下压差调节器控制所述下气封管道内的压力比所述冷却段内的压力高300Pa。

[0015] 在一些实施例中，所述热解物料入口通过上气封装置连接加料仓。所述上气封装置包括上气封管道和上压差调节器，所述上气封管道连接在所述加料仓和所述预热段的所述热解物料入口之间，所述上压差调节器控制所述上气封管道内的压力比所述预热段内的压力高300Pa。

[0016] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

[0017] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0018] 图1是本实用新型实施例的立式热解炉的整体结构示意图。

[0019] 图2是本实用新型实施例的立式热解炉在配气板处的截面示意图。

[0020] 附图标记：

[0021] 立式热解炉1000、物料入口101、加料仓100、物料出口102、上气封装置200、炉体300、

[0022] 预热段310、热解物料入口311、布料器312、热解气出口313、

[0023] 热解段320、载热气进口321、围管322、配气腔323、喷嘴324、

[0024] 冷却段330、冷却气洗涤器331、加压机332、半焦出口333、下气封装置334、螺旋出料器335、排料管340、隔板350、配气板360。

具体实施方式

[0025] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

[0026] 下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的立式热解炉1000。

[0027] 如图1所示，根据本实用新型实施例的立式热解炉1000，包括炉体300，炉体300内自上而下限定出预热段310、热解段320和冷却段330，预热段310与热解段320相连通，热解段320与冷却段330之间设有隔板350，热解段320的底部设有穿过隔板350且伸入到冷却段330内的排料管340，炉体300上设有连通预热段310的热解物料入口311、连通热解段320的载热气进口321、连通预热段310和/或热解段320的热解气出口313，炉体300的底部设有连通冷却段330的半焦出口333。

[0028] 可以理解的是，物料在立式热解炉1000内经过预热段310预热，再经过热解段320进行热解反应，热解反应产生的热解气可以从热解气出口313排出，而反应产生的固体半焦经过排料管340进入冷却段330冷却后，再经过半焦出口333排出炉体300。由此，本实用新型实施例的立式热解炉1000可以完成连续的热解反应。

[0029] 根据本实用新型实施例的立式热解炉1000，通过设置相连通的预热段310、热解段320和冷却段330能够实现热解炉的连续工作，提高了生产效率。

[0030] 在一些实施例中，如图1和图2所示，立式热解炉1000还包括配气板360，配气板360设在炉体300内且位于隔板350的上方，配气板360与隔板350之间的部分构成配气腔323，载热气进口321与配气腔323相连通，配气板360上设有喷嘴324。

[0031] 可以理解的是，在立式热解炉1000工作工程中，载热气通过载热气进口321先进入配气腔323中，再由配气板360上的喷嘴324进入热解段320，这样减少了载热气对于炉体300的内壁的冲刷，延长了炉体300的使用寿命。此外，由于载热气最终是通过配气板360上的喷嘴324进入热解段320的，因此通过合理布置喷嘴324的位置的数量，能够使得载热气较为均匀的进入热解段320，使得物料能够被均匀地加热，提升了热解反应的反应效率。

[0032] 具体地，配气板360环绕排料管340设置，配气板360的内端连接排料管340的周壁顶端，配气板360的外端在向外的方向上向上倾斜连接至炉体300的内壁上。

[0033] 可以理解的是，由于载热气进口321设在炉体300上，当载热气通入配气腔323中时，距离炉体300的内壁越近的地方堆积的载热气越多。因此，配气板360的外端在向外的方向上向上倾斜连接至炉体300的内壁上，即形成的配气腔323的高度由炉体300内壁朝向排料管340的方向逐渐减小，这样能够最大限度地将进入配气腔323的载热气通入热解段320，提高载热气的利用效率。此外，载热气是由喷嘴324竖直进入热解段320的，减小了对热解炉壁的冲刷力，延长了炉体300的使用寿命。

[0034] 可选地，配气腔323的内端高度L2为50-200mm，配气腔323的外端高度L1为200-500mm。

[0035] 可选地，如图2所示，配气板360形成为圆形，喷嘴324环绕排料管340的轴线以圆周阵列的方式布置在配气板360上，喷嘴324的直径为3-12mm，为保证进入热解段320的载热气的均匀度，优选的喷嘴324直径设为4-8mm。

[0036] 在一些实施例中，如图1所示，炉体300的外壁上设有环绕配气腔323且与配气腔323相连通的围管322，围管322上连接多个载热气进口321管。

[0037] 可选地，多个载热气进口321均匀地分布在围管322上，也就是说，假定围管322上有N个载热气进口321，相邻的两个载热气的夹角为360°/N。

[0038] 优选地，载热气进口321的数量为4-6个。

[0039] 在一些实施例中，如图1所示，立式热解炉1000还包括冷却气洗涤器331和加压机332，冷却气洗涤器331与炉体300的冷却段330相连，冷却气洗涤器331用于将吸入的气体进行冷却、洗涤。加压机332分别与冷却气洗涤器331和炉体300相连以驱动气体循环流动。由此，冷却洗涤气可以得到循环利用，并且利用加压机332驱动冷却洗涤气运动，可以增加气体的流通速度，提高了半焦的冷却洗涤效率。

[0040] 具体地，冷却气洗涤器331从冷却段330的顶端吸入气体，并通过加压机332从冷却段330的底端喷吹气体至冷却段330内。由此，冷却洗涤气的运动方向是自下而上，半焦的运动方向为自上而下，这样的对流方式能够提高冷却洗涤效率。

[0041] 需要额外说明的是，冷却洗涤气可以由外部设备通入冷却段330，之后经过冷却洗涤器331和加压机332实现冷却洗涤气在冷却段330内循环流通。

[0042] 可选地，排料管340的周壁底端伸入冷却腔内，也就是说，排料管340的周壁底端位于隔板350的下方。这样可以防止由排料管340进入冷却段330的半焦充满整个冷却段330。此外这样的布置方式还在冷却段330的顶端为冷却洗涤气预留了一部分空间，能减少冷却洗涤气由排料管340进入热解段320。

[0043] 在一些实施例中，如图1所示，半焦出口333通过下气封装置334连接螺旋出料器335。

[0044] 具体地，下气封装置334包括下气封管道和下压差调节器，下气封管道位于螺旋出料器335的上方，并与螺旋出料器335的进料口相连，下压差调节器控制下气封管道内的压力比冷却段330内的压力高300Pa。由此，可以防止半焦排出炉外的过程中，外部空气进入冷却段330氧化半焦。

[0045] 在一些实施例中，如图1所示，热解物料入口311通过上气封装置200连接加料仓100。具体地，上气封装置200包括上气封管道和上压差调节器，上气封管道连接在加料仓
100和预热段310的热解物料入口311之间，上压差调节器控制上气封管道内的压力比预热段310内的压力高300Pa。由此，可以防止进料过程中载热气进入加料仓100，从而防止由载热气进入加料仓100导致载热气泄露所造成的事故发生。

[0046] 可选地，立式热解炉1000还包括布料器312，布料器312临近热解物料入口311设置。由此，从热解物料入口311落入预热段310的物料在布料器312的作用下，均匀地下落，提高了预热效率与热解效率。

[0047] 本实施例中的载热气可以为热解气加热气或者转炉煤气。

[0048] 下面参考图1-图2描述本实用新型一个具体实施例的立式热解炉1000。

[0049] 由图1和图2所示，立式热解炉1000顶部设有加料仓100，加料仓100用于临时存放入炉前的物料，加料仓100具有物料入口101和物料出口102，物料出口102与热解物料入口311通过上气封装置200相连。

[0050] 上气封装置200包括上气封管道和上压差调节器，上气封管道连接在加料仓100和热解物料入口311之间，上压差调节器可控制上气封管道内的压力比预热段310的压力高300Pa，从而达到进料过程中防止载热气进入加料仓100的目的。气封气可选用氮气。

[0051] 立式热解炉1000自上而下分为预热段310、热解段320和冷却段330，预热段310与热解段320无明显界限。

[0052] 预热段310包括热解物料入口311且设有布料器312，热解物料入口311设置在立式热解炉1000的顶部中心，布料器312位于热解物料入口311的下方。

[0053] 热解段320包括排料管340、围管322、隔板350和配气板360。

[0054] 排料管340设置在立式热解炉1000的下部中心，用于连通热解段320和冷却段330，热解反应的产物半焦通过排料管340由热解段320进入冷却段330。

[0055] 隔板350环绕排料管340设置，隔板350的内段连接在排料管340的周壁上，隔板350的外段连接在炉体300的内部上。排料管340的周壁顶端位于隔板350的上方，周壁底端位于隔板350的下方。

[0056] 排料管340的底部延伸至冷却段330内一段距离，可防止半焦充满整个冷却段330，在冷却段330的顶部为冷却煤气预留一部分空间，且使排料管340下部一直处于半焦填充状态可防止冷却煤气进入热解段320。

[0057] 配气板360环绕排料管340设置，配气板360的内端连接排料管340的周壁顶端，配气板360的外端在向外的方向上向上倾斜连接至炉体300的内壁上，配气板360与隔板350之间限定出配气腔323，配气板360上设有多个喷嘴324，用于将载热气喷入热解段320。

[0058] 炉体300的外壁上设有环绕配气腔323且与配气腔323相连通的围管322，围管322上连接多个载热气进口管。

[0059] 载热气依次经载热气进口321、围管322、配气腔323和喷嘴324进入热解段320，载热气在立式热解炉1000内作为热源，自下而上与下行的煤球团或颗粒进行充分换热，将煤球团或颗粒加热到800-950℃，促使其发生热解。热解气在立式热解炉1000中上部经热解气出口313排出。

[0060] 冷却段330处设置有冷却气洗涤器331、加压机332、半焦出口333、下气封装置334和螺旋出料器335。

[0061] 半焦出口333位于立式热解炉1000的冷却段330的底部中心处。

[0062] 冷却气洗涤器331与炉体300的冷却段330相连，冷却气洗涤器331用于将吸入的气体进行冷却、洗涤。加压机332分别与冷却气洗涤器331和炉体300相连以驱动气体循环流动，形成一股自下而上的冷却气流。

[0063] 下气封装置334包括下气封管道和下压差调节器，下气封管道位于螺旋出料器335的上方，并与螺旋出料器335的进料口相连，下压差调节器控制下气封管道内的压力比冷却段330内的压力高300Pa，从而防止半焦排出炉外过程中空气进入冷却段330氧化半焦。气封气可选用氮气或者冷却煤气。半焦进入冷却段330后在冷却气流中冷却至50℃以下，依次经半焦出口333、气封装置和螺旋出料器335排出炉外。

[0064] 本实施例立式热解炉100可以实现连续化生产，喷嘴324数量较多且分布均匀，可使热解过程中物料受热均匀，热效率高，载热气由喷嘴324竖直进入热解段320，对热解炉壁冲刷力小，延长炉体300使用寿命。

[0065] 下面描述两个利用本实用新型实施例的立式热解炉1000的具体热解实例。

[0066] 实例1

[0067] 本实例1利用图1和图2所示的立式热解炉1000为例，具体如下：

[0068] 采用热转炉煤气作为载热气，热解低阶煤，具体为：转炉煤气流量为25000Nm3/h，入炉前的温度为1050℃，其中含CO约65％、CO2约20％、N2约15％。转炉煤气从立式热解炉1000的底部载热气进口321通入，自下而上与下行的低阶煤球团或颗粒进行充分换热，将低阶煤球团或颗粒加热到950℃，促使低阶煤发生热解反应，转炉煤气与生成的热解气混合，并从立式热解炉1000的中上部经热解气出口313排出。其中，低阶煤球团的粒径为6-16mm，低阶煤热解量为1t/h，所得混合热解气26060Nm3/h，主要成分为H2约0.81％，CO约67.27％，CO2约17.15％，N2约14.42％，CH4约0.24％。

[0069] 实例2

[0070] 本实例1利用图1和图2所示的一种立式热解炉1000为例，具体如下：

[0071] 载热气入炉前温度为950℃，载热气流量为30000Nm3/h，其中含CO约75％、CO2约15％、N2约10％。载热气从立式热解炉1000的底部喷嘴324通入，自下而上与下行的低阶煤球团或颗粒进行充分换热，将低阶煤球团或颗粒加热到900℃，促使低阶煤发生热解反应，转炉煤气与生成的热解气混合，并从立式热解炉1000的中上部经热解气出口313排出。其
3
中，低阶煤球团的粒径为6-12mm，低阶煤热解量为1t/h，所得热解气31060Nm/h，成分为H2约
0.68％，CO约76.57％，CO2约12.78％，N2约9.68％，CH4约0.20％。

[0072] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0073] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

标题	发布/更新时间	阅读量
热解系统-专利编号CN106635076A	2020-05-13	469
热解器-专利编号CN103242873B	2020-05-11	639
热解器-专利编号CN103242873A	2020-05-12	633
热解工艺-专利编号CN100448822C	2020-05-13	24
热解装置-专利编号CN106753457A	2020-05-11	267
热解装置-专利编号CN111076176A	2020-05-11	961
热解系统-专利编号CN110145746A	2020-05-12	190
热解装置-专利编号CN106085473A	2020-05-13	632
热解装置-专利编号CN104164249B	2020-05-11	729
热解装置-专利编号CN104164249A	2020-05-12	887

立式热解炉

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